With a U groove semi floating gate memory device and a preparation method thereof. The device includes: a semiconductor substrate having a first type doped source region, with second kinds of doping on the semiconductor substrate and the drain region; the semiconductor substrate with U type groove between the U groove is located in the source region and the drain region. And the U type groove of the side wall and the bottom surface is covered with a first layer of dielectric thin film; contact window is formed in the first layer of dielectric film, forming a first type doped with semi floating gate in the first layer of dielectric film and U type groove, semi floating gate through the first layer of a dielectric thin film window and drain the contact area, the formation of ultra shallow junction, a p n junction diode; covering half floating gate formed on the top of the second layer dielectric film; the control gate is formed on the second dielectric film; semi floating gate and a control gate on both sides of the side wall and out There are second kinds of doped source drain doping regions. Therefore, the invention can improve the access speed under the low operating voltage and ensure the performance parameters of the device are more consistent.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造领域,特别涉及半导体存储器件
,尤其涉及一种采用后栅工艺的具有U型沟槽的半浮栅存储器件及制备方法。
技术介绍
随半导体存储器被广泛应用于各种电子产品之中,不同应用领域对半导体存储器的构造、性能和密度有着不同的要求。例如,静态随机存储器(StaticRandomAccessMemory,简称SRAM)拥有很高的随机存取速度和较低的集成密度,而标准的动态随机存储器(DynamicRandomAccessMemory,简称DRAM)则具有很高的密度和中等的随机存取速度。常用的U盘等闪存芯片则采用了一种称为浮栅晶体管的器件。闪存又称“非挥发性存储器”。所谓“非挥发”,就是在芯片没有供电的情况下,信息仍被保存不会丢失。目前业界通常把一个隧穿场效应晶体管(Thetunnelfield-effecttransistor,简称TFET)和浮栅器件结合起来,构成了一种全新的“半浮栅”结构的器件,称为半浮栅晶体管。例如,在文献Science,341(6146):640-643中,提出了一种利用TFET擦写电荷的平面式半浮栅存储器件(如图1所示)。在专利ZL2015205706355提出了一种改进的带有U形沟道的半浮栅存储器件(如图2所示)。上述半浮栅存储器件可用侧壁上具有沟道竖直方向的MOSFET对半浮栅进行充电,在较低操作电压下仍具有纳秒级的读写速度。然而,在写入时,上述半浮栅存储器件的浮栅电位取决于侧面竖直沟道MOS管的阈值电压,该阈值电压又强烈依赖于侧面竖直沟道MOSFET的冶金沟道长度,而冶金沟道长度由接触窗口处PN结的结深决定。并且 ...
【技术保护点】
一种带有U型沟槽的半浮栅存储器件,其特征在于,包括:一个具有第一类掺杂的半导体衬底,所述半导体衬底上具有第二类掺杂的源区和漏区;所述半导体衬底内具有U型沟槽,所述U型沟槽位于所述源区和漏区之间,且所述U型沟槽的侧壁和底面覆盖有第一层电介质薄膜;在所述第一层电介质薄膜上形成有接触窗口,在第一层电介质薄膜上和U型沟槽中形成一个具有第一类掺杂的半浮栅,半浮栅通过第一层电介质薄膜的窗口和漏区接触,形成一个p‑n结二极管;覆盖所述半浮栅顶部形成第二层电介质薄膜;在第二层电介质薄膜之上形成控制栅;在所述半浮栅和控制栅两侧具有侧墙及具有第二类掺杂的源漏重掺杂区域。
【技术特征摘要】
1.一种带有U型沟槽的半浮栅存储器件,其特征在于,包括:一个具有第一类掺杂的半导体衬底,所述半导体衬底上具有第二类掺杂的源区和漏区;所述半导体衬底内具有U型沟槽,所述U型沟槽位于所述源区和漏区之间,且所述U型沟槽的侧壁和底面覆盖有第一层电介质薄膜;在所述第一层电介质薄膜上形成有接触窗口,在第一层电介质薄膜上和U型沟槽中形成一个具有第一类掺杂的半浮栅,半浮栅通过第一层电介质薄膜的窗口和漏区接触,形成一个p-n结二极管;覆盖所述半浮栅顶部形成第二层电介质薄膜;在第二层电介质薄膜之上形成控制栅;在所述半浮栅和控制栅两侧具有侧墙及具有第二类掺杂的源漏重掺杂区域。2.根据权利要求1所述的带有U型沟槽的半浮栅存储器件,其特征在于,所述第一层电介质薄膜的接触窗口位于半导体沉底顶部所述U型沟槽旁边,所述半导体衬底的底部具有底部电极。3.根据权利要求1所述的带有U型沟槽的半浮栅存储器件,其特征在于,所述第一类掺杂为n型,所述第二类掺杂为p型;或者,所述的第一类掺杂为p型,所述的第二类掺杂为n型。4.根据权利要求1所述的带有U型沟槽的半浮栅存储器件,其特征在于,所述控制栅为多晶硅栅或者金属栅中的任意一种;所述第一层电介质薄膜、第二层电介质薄膜分别为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪中的任意一种或几种。5.一种采用后栅工艺制备带有U型沟槽的半浮栅存储器件的方法,其特征在于,包括:步骤S1:在所提供的具有第一类掺杂的单晶硅衬底上通过离子注入和热扩散形成结深合适的第二类掺杂区域;步骤S2:在半导体衬底表面淀积一层硬掩模层,在所述硬掩模层上通过光刻工艺和刻蚀定义U型沟槽,所述第二类掺杂区域被U型沟槽分为源区和漏区;所述U型沟槽的深度需大于等于第二类掺杂区域结深;步骤S3:在具有所述U型沟槽的半导体衬底表面形成第一层电介质薄膜,电介质薄膜为氧化硅、氮化硅或氧化铪;其中,所述第一层电介质薄膜的厚度为2纳米至6纳米;步骤S4:在所述U型沟槽内淀...
【专利技术属性】
技术研发人员:师沛,
申请(专利权)人:上海集成电路研发中心有限公司,成都微光集电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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